Волновая передача
Владельцы патента RU 2642676:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" (RU)
Изобретение относится к машиностроению, в частности к высоконагруженным зубчатым передачам. Волновая передача содержит эллипсовидный волнообразователь, гибкое колесо, установленное на ролики, размещенные на волнообразователе, и жесткое зубчатое колесо. Гибкое колесо выполнено с кольцевым ребром жесткости у торца, а пазы на нем выполнены с цилиндрическими поверхностями по краям и расположены симметрично по два ряда с каждой стороны от зубчатого венца, причем один ряд пазов смещен относительно другого на полшага. Обеспечивается повышение нагрузочной способности волновой передачи. 3 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к зубчатым передачам и может быть использовано в высоконагруженных приводах.
Известна волновая передача (SU 848829, МПК F16H 57/00, опубл. 23.08.81, БИ №27), содержащая волнообразователь, жесткое зубчатое колесо и гибкое колесо, выполненное в виде стакана, состоящего из тонкостенной цилиндрический части, на конце которой расположен зубчатый венец, и донной части, причем на цилиндрической части с одной стороны от венца выполнены Z-образные пазы, что позволяет повысить податливость гибкого колеса, снизить осевой размер передачи и повысить точность зацепления [1].
Однако эта конструкция нетехнологична из-за сложности изготовления Z-образных пазов на гибком колесе и имеет высокую степень неравномерности распределения нагрузки по длине зубьев, так как гибкое колесо в большей степени деформируется со стороны его торца, приводя к перекосу зубьев.
Известна также передача, выбранная в качестве прототипа (SU 1221424, МПК F16H 55/17, опубл. 30.03.86, БИ №12), содержащая жесткое зубчатое колесо и гибкое колесо в виде стакана, на котором со стороны донной части выполнены по крайней мере два смещенных на полшага ряда пазов прямоугольной формы, что позволяет обеспечить требуемую податливость гибкого колеса при малых габаритах и весе передачи [2].
Недостатком этой конструкции является низкая нагрузочная способность, что вызвано высокой степенью неравномерности распределения нагрузки в зацеплениях колес из-за неравномерной деформации гибкого колеса и перекоса зубьев, а также большой концентрацией напряжений у краев пазов прямоугольной формы.
Задачей данного изобретения является повышение нагрузочной способности волновой передачи.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в волновой передаче, содержащей волнообразователь, гибкое колесо в виде стакана с двумя или более смещенными на полшага рядами пазов, и жесткое зубчатое колесо, гибкое колесо выполнено с кольцевым ребром жесткости у торца, а пазы на нем выполнены с цилиндрическими поверхностями по краям и расположены симметрично по два ряда с каждой стороны от зубчатого венца.
Повышение нагрузочной способности достигается уменьшением концентрации напряжений у краев пазов при выполнении их с цилиндрическими поверхностями и снижением неравномерности распределения нагрузки в зацеплениях колес при выполнении гибкого колеса с кольцевым ребром жесткости у податливого торца и симметричном расположении пазов относительно зубчатого венца, в результате чего гибкое колесо в месте расположения венца деформируется равномерно, не приводя к перекосу зубьев.
Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид волновой передачи в разрезе, на фиг. 2 - вид по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - общий вид гибкого колеса.
Волновая передача содержит волнообразователь 1, гибкое колесо 2, ролики 3, жесткое зубчатое колесо 4, крышку 5, подшипник волнообразователя 6, подшипники выходного вала 7, 8 и корпус 9.
Волнообразователь 1 выполнен в виде эллипса с канавкой в средней части рабочей поверхности и за одно целое с быстроходным валом. Гибкое колесо 2 выполнено с кольцевым ребром жесткости на внешней цилиндрической поверхности у торца и с четырьмя рядами пазов, расположенных по два ряда с каждой стороны зубчатого венца; оно имеет вид стакана, жестко соединенного с выходным валом. Жесткое колесо 4 выполнено с внутренними зубьями. Для снижения концентрации напряжений в местах расположения пазов на гибком колесе 2 и повышения его прочности пазы выполнены с цилиндрическими поверхностями по краям. Ролики 3 расположены в канавке волнообразователя 1, на них надето гибкое колесо 2, которое входит в зацепление с жестким колесом 4.
Сборка волновой передачи осуществляется в следующей последовательности.
В корпусе 9 устанавливаются и фиксируются в нем жесткое колесо 4 и подшипники выходного вала 7 и 8. На волнообразователе 1 располагаются ролики 3, на которые сажается гибкое колесо 2. На вал волнообразователя 1 сажается и фиксируется на нем подшипник 6. Затем крышка 5 сажается на подшипник волнообразователя 6 и фиксируется в этом положении. После этого собранный таким образом блок деталей вводится осевым перемещением в корпус 9 так, чтобы венец гибкого колеса 2 вошел в зацепление с жестким зубчатым колесом 4, а выходной вал сел на подшипники 7, 8, на которых он фиксируется.
Волновая передача работает следующим образом.
Вращательное движение передается от волнообразователя 1 через ролики 3 гибкому колесу 2 и выполненному за одно целое с ним выходному валу. При этом наличие ребра жесткости у податливого торца гибкого колеса 2 и симметричное расположение пазов относительно его зубчатого венца обеспечивают равномерное деформирование гибкого колеса 2 в зоне расположения зубчатого венца, что предотвращает перекос зубьев, а сравнительно большой радиус кривизны цилиндрических поверхностей у краев пазов обеспечивает низкую концентрацию напряжений.
Волновая передача имеет высокую нагрузочную способность благодаря небольшой концентрации напряжений у краев пазов гибкого колеса и низкой степени неравномерности распределения нагрузки в ее зацеплениях.
Источники информации
1. А.с. 848829 СССР, МПК F16H 57/00. Гибкое колесо волновой передачи / Ю.А. Едигарян, А.С. Погосян; №2676103/25-28; заявл. 28.10.1978; опубл. 23.08.81, бюл. №27. 3 с.; ил.
2. А.с. 1221424 СССР, МПК F16H 55/17. Гибкое колесо для беззазорного зацепления / В.Г. Лысяков; №3558275/25-28; заявл. 28.02.1983; опубл. 30.03.86, бюл. №12. 3 с.; ил.
Волновая передача, содержащая волнообразователь, гибкое колесо в виде стакана с двумя или более смещенными на полшага рядами пазов, и жесткое зубчатое колесо, отличающаяся тем, что гибкое колесо выполнено с кольцевым ребром жесткости у торца, а пазы на нем выполнены с цилиндрическими поверхностями по краям и расположены по два ряда с каждой стороны от зубчатого венца.
